Сибирские геологи объяснили особенности происхождения необычных желтых алмазов
Большинство месторождений алмазов в России находятся на территории Республики Саха (Якутия). На севере этого региона известны богатые алмазоносные россыпи, коренной источник которых до сих пор не найден, несмотря на большой объем проведенных ранее геологоразведочных работ. Ученые Института геологии и минералогии СО РАН и Новосибирского государственного университета провели комплексное исследование алмазов, чтобы помочь промышленным компаниям в поисках неизвестного месторождения.
Результаты исследований опубликованы в спецвыпуске научного журнала Lithos. Об этом рассказал первый автор статьи, профессор РАН, доктор геолого-минералогических наук Дмитрий Зедгенизов, ведущий научный сотрудник лаборатории экспериментальной геохимии и петрологии мантии Земли ГГФ НГУ, которая в настоящее время входит в структуру САЕ НГУ «Геологические и геофизические исследования в Арктике и глобальные приоритеты». Часть исследований проводилась при поддержке Российского научного фонда.
- Алмаз - это уникальный материал. Для нас, ученых, алмазы имеют огромную научную ценность, не меньшую, чем бриллианты для «высшего общества». Дело в том, что алмазы образуются на очень большой глубине, 150–250 км (бывают и глубже). На поверхность они выносятся специфическими кимберлитовыми магмами, которые образуются на соответствующей глубине. Разумеется, ни одну скважину невозможно пробурить на такое расстояние, и, таким образом, изучая алмазы, мы оцениваем состав, строение и эволюцию тех глубинных частей Земли, до которых мы не можем дотянуться никакими другими способами, - рассказывает Дмитрий Александрович.
Большинство российских алмазов добываются на территории, известной геологам как Якутская алмазоносная провинция. Коренными месторождениями алмазов являются кимберлитовые трубки (выходящие из глубин Земли на поверхность природные «сверхглубокие скважины», заполненные алмазоносными породами - кимберлитами). Впоследствии, в результате разрушения коренных месторождений алмазы могут быть перемещены по площади на сотни километров от источника, например, речной сетью, образуя россыпи.
- Наша работа посвящена изучению алмазов из россыпей северных районов Якутской алмазоносной провинции, а конкретно специфической разновидности - желтых алмазов. Они не очень похожи на те кристаллы, которые мы привыкли себе представлять: красивые блестящие прозрачные октаэдры. Эти алмазы представляют собой кривогранно-округлые кристаллы кубической формы, ярко-желтого цвета (встречаются также желто-зеленые и темно оранжевые), - говорит геолог.
После необходимой обработки и уже в качестве бриллиантов они часто имеют дополнительную ценность, ведь желтых драгоценных камней на свете не так уж и много. Так, например, стоимость некоторых интенсивно-желтых бриллиантов, продаваемых на аукционах Sotheby's и Christie's достигает сотен тысяч долларов за карат. В главной российской алмазодобывающей компании тоже отмечают рост спроса на желтое алмазное сырье. Наиболее крупным алмазам даются имена, и они поступают на хранение в Алмазный фонд РФ.
- Почему мы взялись за изучение именно этих алмазов? В первую очередь, потому что данные по их изучению были весьма ограничены. Исходя из этого, интерпретация их происхождения требует дополнительной корректировки. Во вторых коренной источник происхождения алмазов из россыпей, в т.ч. желтых алмазов до сих пор не известен. Таким образом, изучая такие алмазы, мы, ученые, создаем научно-методическую основу алмазопоисковых работ, - объясняет Дмитрий Александрович.
- Известно, что желтая окраска алмазов обусловлена присутствием в структуре алмаза одиночных атомов азота (так называемых неагрегированных азотных дефектов). Они свидетельствуют о том, что эти алмазы перед тем, как их вынесло на поверхность, находились в мантии в специфических чрезвычайно холодных условиях очень короткий по геологическим масштабам промежуток времени. Поэтому существует необходимость детального изучения желтых алмазов, хотя бы для понимания в каких специфических условиях и в какой части мантии они образовались.
Чтобы ответить на этот вопрос, ученые изучили особенности морфологии, дефектно-примесного состава и изотопного состава углерода для серии алмазов из россыпей. Кроме того, геологи исследовали содержащиеся в алмазах включения минералов - частиц глубинных пород, оказавшихся внутри в процессе роста кристаллов.
На основании проведенного комплексного исследования геологи сделали вывод, что желтые алмазы, вероятно, кристаллизовались из остатков органического вещества (остатков живых организмов), когда-то находившегося на поверхности Земли в составе древней океанической плиты. Столкнувшись с континентом, океаническая плита начала погружение вглубь Земли. По мере погружения, под воздействием высоких температур и давлений остатки органического материала претерпевали разные изменения и после ряда сложных преобразований на глубине 150–250 км могли кристаллизоваться в виде алмазов.
- Именно о таких процессах нам говорит облегченный изотопный состав углерода алмазов, а также состав и геохимия стабильных изотопов включений глубинных минералов, -отмечает Дмитрий Александрович.
Таким образом, геологи связали образование желтых алмазов из россыпей на севере Якутии с геодинамическими процессами погружения океанической плиты на большую глубину, где могло происходить зарождение кристаллов. По словам ученого, по условиям образования и составу глубинного источника желтые алмазы из россыпей отличались от большинства алмазов из известных коренных месторождений Якутии.
- Сейчас идет промышленная разработка этих россыпей северных районов Якутской алмазоносной провинции дочерней компания АЛРОСА «Алмазы Анабара». Главная задача геологов из горнодобывающих компаний, с которыми мы ведем активную совместную работу, - поиск коренных месторождений, т.е. того транспортера, того подводного канала, которым эти алмазы выносятся на поверхность. Ранее мы вместе проводили поиск аналогов желтых алмазов из россыпей в известных коренных кимберлитовых месторождениях Якутской алмазоносной провинции, который не дал результатов. Значит, можно предположить, что существует какой-то другой источник. Россыпи относительно очень богаты желтыми алмазами, причем речь идет о крупных кристаллах. Среди них встречаются кристаллы крупнее 10 карат (около 1 см). Соответственно, если мы найдем коренной источник, им может оказаться гигантское месторождение с большим количеством качественных и дорогих алмазов, — говорит ученый.
